粉末活性炭在净水处理中的研究应用.doc

粉末活性炭在净水处理中的研究应用
国外利用粉末活性炭去除水中有机物、除色、除嗅味物质己取得成功的经验与较好的去除效果。如上世纪20年代美国芝加哥,已成功利用粉末活性炭与慢砂过滤工艺相结合,防预了饮用水的***酚污染;在东普鲁士早已利用粉末活性炭消除季节性的原水藻类异味等。认为虽然颗粒活性炭能保证良好的工艺性,但吸附循环的较短时间仍是粉末活性炭的优点。国内利用粉末活性炭去除污染物正处于研究之中,目前实际的应用仍然不多。粉末活性炭的投加量与水的浊度、臭味物质的浓度有关,投加量应根据水质的特点试验确定。研究的关键是如何根据自身企业的实际情况,致突变污染物的组成,不同水源水厂不同工艺配置的特点,进行大量的室内外试验,寻找相适应的投加工艺和投加碳的品种,以期建立相对经济、简单易行的投加粉末活性炭工艺。
一、粉末活性炭的净水效能研究
粉末活性炭吸附水中溶质分子是一个复杂的过程,是几种力综合作用的结果,包括离子吸引力、范德华力、化学杂和力。根据吸附的双速率扩散理论认为,吸附是一个由迅速扩散和缓慢扩散两阶段构成的双速过程,迅速扩散在数小时内即完成,发挥了60%-80%活性炭的吸附容量。迅速扩散是溶质分子在碳粒内沿径向均匀分布的阻力小的大孔隙中扩散的过程。这些大孔隙产生径向的扩散阻力。当分子从大孔进一步进入与大孔相通的微孔中扩散时,由于受到狭窄孔径所产生的很大阻力,从而极为缓慢。微孔也是在碳粒内均匀分布,但不构成径向的扩散阻力。影响粉末活性炭吸附的因素涉及溶质分子极性、分子量大小、空间结构,这一点取决于水源水质的特征。活性炭对不同的物质分子具有选择吸附性。
(一)投加工艺的选择
国外专家曾对粉末活性炭的应用情况进行分析研究,认为粉末活性炭对人工合成化学物的吸附去除主要取决于该化合物的类型。在选择投加点时,必须考虑混合程度和处理接触时间,尽量减少水处理药剂对吸附的干扰。根据国内某水厂近年应用粉末活性炭的经验认为,对于有生活污水、工业污水的排放,造成水体富营养化,导致水体藻类等微生物急剧繁殖等,属于污染较严重、较为复杂的水源;枯水期时常散发成分复杂的异臭、异味,再加上取水河段为潮感河流,污水回荡时间长,污染造成的危害较大。选取投加粉末活性炭工艺时,主要考虑:
(1)投加点要有充足的搅拌条件,使粉末活性炭能快速与处理水有良好的混合接触。
(2)尽量延长粉末活性炭与水体接触吸附时间,充分利用粉末活性炭的吸附能力,提高吸附率。
(3)尽量选取粒径小的粉末活性炭,使同等重量的活性炭吸附面积相对大;选取中孔较发达的木质活性炭,力求提高活性炭对有机物的吸附效能。
(4)尽量减小水处理过程中的化学药品干扰,如***、高锰酸钾、混凝剂等。
(5)要根据投加量的多少、场地条件选取干式或湿式投加。
(6)根据水质污染状态确定投加量。投加量从5-30mg/L不等。某水厂投加粉末活性炭工艺如下:
(二)投加粉末活性炭明显改善出水水质
(1)投加粉末活性炭对去除色度有明显效果。色度的去除有报道可达70%,色度低表明去除有机物的效率高,除铁、锰的效果好。但去除色度的效果并没有和投加活性炭量成正比,其复杂的机理,还有待下一步研究。
(2)投加粉末活性炭对去除嗅味有明显效果。南方某水体的富营养化水体不仅是藻类繁殖和杀灭过程产生的异臭,还面对复杂的工业排污污